混凝土搅拌站主梁的有限元设计及分析

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发布时间：2021-09-18

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混凝土搅拌站主梁的有限元设计及分析
吴伟光，马履中
(江苏大学机械工程学院)
摘要：利用ANSYS软件对混凝土搅拌站主梁建立参数化模型，分析搅拌站主梁
各结构件在实际载荷作用下的内力和强度，对大梁斜撑位置进行优化设计，同时分析称
重层和搅拌层的振动模态和固有频率，其结果和分析方法对混凝土搅拌站的设计和分
析具有借鉴意义。
关键词：搅拌楼；有限元；强度；模态
混凝土搅拌站是混凝土搅拌设备中的核心设
备，其作业性能直接关系到混凝土的质量和效率。
虽然目前我国混凝土搅拌设备的产品质量已有了
很大提高，但在结构设计上还是以经验设计为主，
材料用度较大，偏于保守。在市场竞争日益激烈的
今天，同样的搅拌设备如果能尽量降低制造成本，
那么产品在市场竞争中则更具竞争力。在原材料成
本中，配套件的选用差别并不大，关键在于钢材的
用量上，如在一套3 m 搅拌站装配4只250 t粉仓
的钢材用量大约在130 t左右，若能够节省10％的
钢材，增加的利润是很可观的。因此，通过设计手段
合理地减少钢材用量是非常必要的。
由于混凝土搅拌站的结构及受力的复杂性，通
过一般的力学方法进行设计计算较为困难。本文采
用ANSYS有限元分析软件对混凝土搅拌站主梁进
行结构设计和优化，并对主梁的动力特性进行分
析，对提高当前混凝土搅拌设备设计计算水平有重
要意义
力相对集中的地方。图1为搅拌楼的结构图，其上
下分别为称重层和搅拌层。以2 m 水泥混凝土搅拌
站为例，其搅拌层载荷及自重共14 t，称重层载荷及
自重共7．2 t，分别通过两根H型钢作用在两层框架
的大梁上。以下就搅拌楼的实际受载情况及结构形
式建立有限元模型。
l 搅拌楼正面整体结构的应力计算及设计根据搅拌楼的1
实际寸及其结构的对称性，首
图搅拌楼的结构图
在水泥混凝土搅拌站中，搅拌楼的重量约占整先在ANSYS软件中建立正面的有限元模型，考虑
机重量(粉仓除外)的45％左右，也是承载最大，受主要为大梁的弯曲，决定采用BEAM4梁单元建模。